양회장 블로그

판타그래프 구조 및 기능

1. 전체 구조 및 기능

틀(Frame) 조립은 상부 틀과 하부 틀로 이루어지며 하부 틀은 교차되어 있다. 상부 틀의 정상부에는 습판체와 이것을 지지하는 습판체 지지장치가 설치되어 있다. 하부 틀은 베이스 후레임에 설치된 주 베어링에 의하여 지지되고 있는 2본의 주 축에 고정되어 있다.

2본의 주 축 사이에는 틀의 평형을 유지하기 위한 평형 장치(Equalizer)와 소정의 압상력을 부여하기 위한 주 스프링이 마련되어 있다.

주 스프링은 하부 틀이 교차되고 있기 때문에 주 축보다 아래쪽으로 설치된다.

한쪽의 주 축은 레버와 링크에 의하여 판타그래프 상승용의 실린더와 연결되고 이 실린더와 주 축을 연결하는 레버 및 링크에는 방설용의 커버가 덮여있다.

판타그래프의 외형도

판타그래프 접은 구조

2. 각부 구조 및 기능

1) 습판체 (Collector Shoe)

Pan은 두께 1.6[㎜]의 내식 알루미늄 합금 판을 프레스 성형한 것으로 4개소에 벨로오즈 호울더가 리벳팅되어 있다.

또한 Pan에는 주습판이 2열 2매, 내식 알루미늄 주물의 보조습판이 2열2매가 볼트에 의하여 전식 방지용의 동판을 거쳐 설치되어 있다.

또한, 내식 알루미늄 합금 판의 프로텍터가 Pan의 양단 R부에 취부 된다. 이들 부품에 의하여 구성된 조립 품은 브라켓 위에 있는 4개의 벨로오즈에 의하여 지지 되고 있으며 파이프, 일딩 라버(Yielding Rubber)는 벨로오즈에 얹혀있는 Pan이 위로 튀어 나오지 않도록 하기 위한 스톱퍼의 역할을 하고 있다. 브라켓은 연결 파이프에 의하여 좌우 일체로 되고 선단에는 전차선의 분기선이 원활하게 미끄러지게 하기 위하여 가이드 혼(Guide Horn)이 리벳트로 고정되어 있다. 또한 브라켓에 설치된 스톱퍼는 Pan이 쳐졌을 때의 스톱퍼이며 핀은 Pan 지지 장치와의 결합 용이며 습판체는 이 핀을 중심으로 회전할 수 있게 되어 있다.

또한, 이 핀 부에 사용하고 있는 붓슈는 폴리우레탄 고무 또는 나이론을 사용하고 있다. 습판체는 판타그래프 1대에 2본식 설치되어 있다.

2) Pan 지지장치 (Pan Supporter)

암은 핀에 의하여 암 호울더와 연결되고, 이 핀의 주위는 회전이 가능하도록 되어 있다. 전술한 습판체는 암에 삽입되어 있는 붓슈에 결합된다. 또한 암에는 스톱퍼가 끼워지고 복원 스프링이 설치되어 있으므로 암에 결합된 습판체가 상하로 가동되도록 되어있다.

이 상하 스트로오크는 ±6[㎜] 이며, 스톱퍼에 의하여 하한위치를 제한하고 있다. 조합된 암과 암 호울더는 핀에 의하여 상부 틀 및 헤드파이프와 연결되어 있다.

3) 상부 틀 (Upper Frame)

틀은 외경 28x1.6t 의 내식 알루미늄 합금 파이프를 사용하고 있으며 틀의 구성은 N-형 트러스(Truss) 구조로 되어있다.  또한 하부 틀이 교차되고 있기 때문에 상부 틀 파이프는 지그재그로 배치되어 있다.

상부 틀 파이프, 크로스파이프의 양단 결합부는 알루미늄 합금제인 힌지, 죠인트 메탈과 리벳트로 결합되어 있다.

핀은 하부 틀과의 결합용이며 힌지부의 붓슈에는 신터링 동 합금을 사용하고 있다.

또한, 스페이서는 상부 틀 힌지 측면의 전식방지용으로 넣은 것이다. 

4) 하부 틀 (Lower Frame)

틀의 구성은 장방형으로 되어있다. 하부 틀은 강판 용접물의 각관을, 죠인트파이프는 내식 알루미늄합금 파이프를 사용한다.

죠인트 파이프의 양단에는 죠인트메탈이 리벳트로 고정된다.

하부 틀은 주축에 테이퍼 핀으로 고정되어 있으며 고정단과 반대의 끝 단에는 신터링 동 합금의 붓슈가 삽입 되어 있고, 핀에 의하여 전술한 상부 틀과 결합되도록 되어 있다.

주 축에는 균형장치용 레버, 주 스프링용 레버, 실린더용 레버가 테이퍼 핀에 의하여 고정되나(다만, 오른쪽 하부 틀 측 주 축에는 실린더 용 레버가 설치되지 않음), 이들의 구조에 대하여는 후술하는 균형장치, 주 스프링 실린더 항을 참고하기 바란다.

또한 하부 틀에는 판타그래프 자유고의 스톱퍼용 볼트가 주 축 측에 마련되어 있다. 

5) 주 베어링 (Main Bearing)

베어링 케이스는 판타그래프 베이스후레임에 2본의 볼트에 의하여 설치되어 있으며 로크 핀(Lock Pin)으로 소정위치에 고정되어 있다. 베어링 케이스에 조립되어 있는 보울베어링은 취부 오차를 고려하여 자동조심 보올베어링을 사용하고 있으며, 가스켓과 함께 취부된 커버는 보울 베어링을 누르는 역할을 겸하고 있다.

또한, 베어링 케이스에는 방진용 그리이스 시일과 그리이스 주입구로 되는 그리이스 니플(Rc1/8 핀형)이 취부되어 있다.  또한, 주 축의 열 팽창을 흡수하기 위하여 실린더 측의 베어링에만 패킹을 넣고 반대측에는 넣지 않는다. 

6) 주 스프링 (Main Spring)

주 스프링의 일단은 레버에 걸고 타단은 스프링 케쳐, 조정 너트, 조정 너클을 거쳐 핀에 의하여 레버에 결합된다.

레버에는 보올베어링이 삽입되어 있어 스프링 힘에 의한 마찰력이 생기는 것을 극력 피하고 있다.

또한, 레버는 주 축의 주위를 자유로이 회전할 수 있도록 되어 있어, 주 축에 테이퍼 핀으로 고정된 조정레버에 설치되어 있는 볼트에 의하여 레버는 자유로이 각도를 변할 수 있도록 되어 있다.

이것은 압상력의 수평특성을 조정하기 위한 것이다.

7) 균형장치 (Equalizer)

균형장치(Equalizer)는 죠인트와 함께 턴버클(Turnbuckle)로 되어 있으며, 핀을 통하여 주 축에 테이퍼 핀으로 고정된 레버에 연결되어 있다. 또한, 결합 부에는 마찰과 취부의 편심을 고려하여 자동조심 보올베어링을 조합하고 있다. 균형장치는 판타그래프 1대에 2본을 평행하게 설치한다.

8) 실린더 (Cylinder)

실린더 몸체는 판타그래프 베이스 후레임의 앵글에 4본의 보울트에 의하여 고정되어 있다.

이 실린더 몸체 내부에는 판타그래프가 하강할 때의 추력을 위하여 스프링과 고무다이어프램, 용접물의 피스톤이 들어가 있다.  고무다이어프램은 방수용의 와셔, 세트 브라켓에 의하여 실린더에 취부된다. 커버는 피스톤 로드의 가이드 역할과 동시에 스프링의 안착면 및 레버의 지점 중심역할을 하고 있다.

피스톤 봉의 선단과 주 축과는 레버, 하강링크, 하강레버에 의하여 연결된다. 이들 연결부는 붓슈, 로울러, 핀에 의하여 결합된다.

하강레버는 주 축에 고정되어 있지 않으므로 회전이 자유롭고 주 축에 테이퍼 핀으로 고정되어 있는 조정레버와 조정나사, 조정나사 리시이버를 통하여 연결되어 있으므로 하강레버는 조정 나사에 의하여 각도를 조정할 수 있다.

이 조정에 의하여 실린더 힘에 의한 판타그래프의 접은 위치-최소 작용 높이간의 치올림 위치 상한을 정할 수 있도록 되어 있다. 

9) 링크커버 (Link Cover)

실린더의 레버 및 링크부의 방설방수용으로 설치된 것이며, 커버는 두께 1.2[㎜]의 강판으로 제작된다.

커버는 판타그래프 베이스 후레임에 볼트로 고정되어 있다. 고정볼트를 분해하여 커버는 간단히 뗄 수 있으며, 내부 점검이 쉽도록 되어 있다.

10) 공기배관 (Air Pipe)

공기배관은 실린더에 압력공기를 급배기하기 위한 통로로써 사용된다. 차체 측 공기배관과 결합되는 유니온 죠인트는 쓰로틀(Throttle) 부이다. 또한, 배관 접수부는 전부 Rc 3/8 의 치수로 되어 있다.

공기배관의 도중에는 판타그래프 상승시간 조정을 위하여 제어변(Control Valve)이 필요하나, 드레인에 의한 동결방지를 위하여 M2차 내부(의자 밑)에 설치된다. 

11) 션트 리이드 (Shunt Lead)

션트 리이드는 단면적 32[㎟] 이며, 양단자간의 Pitch가 210[㎜]인 것과 270[㎜]인 것 두 가지를 사용한다.

조명제어설비

1. 일 반 사 항

1)  적용범위

본 사양은 정거장에 설치되는 에너지 절감용 조명 자동 제어장치 설비의 설계, 제작, 납품, 시험 및 검사, 설치, 시운전, 교육등 제반사항에 대하여 규정한다.

2)  사용조건

(1) 표 고 : 해발 1,000M이하

(2) 주위온도 : -5℃ - 40℃

(3) 상대습도 : 90%

(4) 설치장소 : 옥내

(5) 전 원 : AC 220V 60HZ

3)  재료의 선정

본 설비에 소요되는 모든 자재는 한국산업규격(K.S규격), JIS, UL, 전기용품안전관 리법에 합격된 것 중 신상품으로 사용하는 것을 원칙으로 하며 규격품이 없을 시 에 감리원의 승인을 득한 후 제작 및 설치하여야 한다.

4)  공급 범위

(1) 시스템의 설계, 제작, 납품, 설치, 시험, 시운전, 교육등

(2) 기타 System 운영에 필요한 전체자료 제공

(3) 각각의 분전반에 내장되는 기기와 역무실의 원격조작반에 설치되는 기기 상호 간 연동등 설비전체의 기능발휘에 문제가 없도록 하여야 한다.

5) 도면 및 재료

(1) 본 설비 제작자는 제작전에 제작 시방서 및 제작도면과 제작 공정표를 각 5부 씩 작성하여 감리원의 승인을 득한 후 제작 및 설치하여야 한다.

(2) 본 설비 설치완료 후 취급설명서를 각 5부씩 제출하여야 한다.

6) 시험 및 검사

(1) 구조 및 외관검사

(2) 기능 동작 시험

(3) 절연 상태 시험

(4) 기타 감리원이 필요하다고 인정되는 시험

(5) 현장 설치전에 충분한 모의시험을 시행하여야 한다.

(6) 현장 설치후 종합 모의시험 및 각종 운전계획별로 공사감리원 입회하에 시행하여 승인을 필하여야 한다.

7)  교육 및 시운전

제작자는 에너지절감용 조명제어 설비가 선진 외국의 Computer를 응용하여 구성 한 특수기능의 System임을 고려하여 유지보수 및 운영요원의 자질향상을 위하 여 필요하다고 요청할 경우 교육과정을 마련 System 충분히 숙지하도록 교육에 임하여야 한다.

8)  제작업체

(1) 본 에너지 절감용 조명제어 설비에 필요한 모든 기기의 규격 및 제작에 관한 사양은 도면 및 시방서에 준하여 제작하여야 한다.

(2) 설계도 및 시방서에 명기하지 않은 사항은 감리원의 승인을 득한 후 제작하여 야 한다.

(3) 본 설비는 최신 장비 계통의 안전운전과 유지관리의 효율성을 감안 지하철 분 야에 System을 납품한 실적이 있는 업체이어야 한다.

(4) 계약자는 각 역사별로 기기를 구분하여 감독원가 지정하는 곳에 납품하여 야 하고, 설치에 문제가 없도록 설치자와 긴밀히 협의, 지도 하여야 한다.

9)  공사범위

(1) Lighting Control Panel 외함 취부 및 Relay 2차측 전등부하 결선은 전기 공사 업체에서 시공.

(2) Control Line의 배관 및 입선작업은 전기공사 업체에서 시공.

(3) Control Line 결선 및 Remote S/W 취부는 System공급 업체에서 시공.

2.  기 술 사 양

1)  개 요

조명 원제설비는 정거장 조명설비의 집중 제어감시 및 전기실의 일부 대상긱기에 대한 감시, 경보되어야 하며, System구성 및 외형 구조등은 관련도면 및 감리원의 승인 제작도면에 따르며 SYSTEM의 설계제작에 대한기 술적인 사항을 상세히 기술한다.

2)  구 성

(1) 본 설비는 전송 Unit(Remocon CPU),On-Off 단말기(Terminal Unit) 주조작기, Free Addaess 설정기등으로 구성된다.

(2) 각 제어기기는 Multi Channel Address Selective Full-Two Wire System(다중전송방 식)에 의한 2심의 전용 신호선(CVV-S)으로 다수의 조명기구를 개별 또는 전체 제어 할 수 있어야 한다.

(3) 본 기기의 모든 소자는 에너지 절감용 조명 제어 설비 전용의 소자를 사용하여 제 작하여야 한다.

(4) 레이아웃 변경후에도 배선을 바꾸지 않고 스위치 조작 범위의 임의 변경이 가능하 여야 한다.

(5) System 이상시 고장부분만을 교체하여 사용 할 수 있어야 한다.

(6) 조명, 원제설비의 구성요소는 역무실에 설치되는 주제어(조작)반과 현장 분전반에 설치되는 현장제어장치 및 Data를 전송하는 전용회선으로 구성하여야 한다.

(7) 주제어(조작)반

(가) 상태집중감시용 Graphic Board

(나) 제어용 Switch Board

(다) Program 입력장치

(라) Data 처리용 CPU 및 송수신장치

(마) 경보장치

(8) 현장제어장치

(가) Data처리 및 Relay 구동 Unit

(나) 조명선로 개폐용 Latching Relay(현장 분전반),접점입력용 Relay(전기실)

(다) Control Source용 Mold Transformer

(라) 제어용 Switch

(9) Data전송회선 및 방식

(가) 전용 신호회선(CVV-S 2C/1.25㎟이상)

(나) 다중전송방식

3) 기 능

(1) 정거장내 제어대상 조명설비를 Schedule제어 및 Group별, Zone별, Pattern별 또는 전체를 제어할 수 있어야 한다.

(2) 대합실, 승강장등 각층별로 제어대상 조명설비의 점.소등상태를 Graphic 표시에 의해 Group별로 직접 감시 및 제어되어야 한다.

(3) 주제어반에 개별회로를 포함하여 각각의 점.소등상태 및 동작상태를 간단히 확인, 수정되어야 한다.

(4) 용도 및 계절에 따라 Time Schedule 또는 조명점멸 Schedule을 간단한 Program 조작으로 Data Control 할 수 있어야 한다.

(5) 일간, 월간, 년간 Time Schedule로 자동 운전할 수 있어야 한다.

(6) 주제어반 고장이나 정전시에도 분전반내 현장제어장치의 제어용 Relay를 사용하 여 점.소등 제어할 수 있어야 한다.

(7) 주제어반 및 현장제어장치의 사용전원은 1￠ AC 220V/24V로 하며, Surge 및 Noise등에 의한 오동작 및 장애가 발생되지 않아야 한다.

(8) 상용전원의 정전후 복전시에도 주제어반의 동작 Program 상태의 변화가 없어야 한다.

(9) 주제어반과 현장제어장치간에 2심의 전용 신호선으로 다중전송방식에 의해 병렬 로 연결하여 제어 감시를 위한 Data를 전송할수 있어야 한다.

(10) 조명제어 설비의 System이상 또는 고장시는 고장 부분만을 교체할 수 있어야 한다.

(11) 모든 메모리 및 Relay, 전송회선등의 이상에 대한 자동적 자기 진단기능 이 있어야 하며 이상 발생시 Flickering Lamp 및 부저로 확인할 수 있어야 한다.

4)  구 조

(1) 주제어(조작)반

(가) 제 원

1) 외형 및 치수 : Desk Type(도면참조)

2) 회로규격 : 주전원 1Φ AC 220V 60Hz

신호전압 1Φ AC 24V 60Hz

3) 제어회로 수 : 도면참조

4) 전송방식 : 2선식 RANDOM 전송직류 PULSE 방식

5) 상태집중감시용 GRAPHIC BOARD

6) 제어용 SWITCH BOARD

7) PROGRAM 입력장치

8) DATA 처리용 CPU 및 송신장치

9) 경보장치(Flickering Lamp)

(나) Graphic Board

1) Graphic Board는 정거장 평면도를 표시하여 조명제어장소를 용이하게 식별 할 수 있게 제작되어야 한다.

2) 재질은 5mm 이상의 난연성 아크릴을 사용하여 뒷면에 실크 인쇄로 정거장 이 각 층별 대합실, 승강장, 외부출입구 및 환승통로등의 평면도를 나타내 어야 하며 3mm 이상의 강화유리로 외관을 보호 하여야 한다.

3) 정거장 평면도는 칼라알미늄 삿시를 사용하여 Graphic Board 외함의 좌,우, 상,하에 단단히 고정시켜야 한다.

4) Graphic Board에서 조명점멸용 Lamp 및 Switch를 사용하여 분전반 Group 별로 감시, 제어할 수 있고 외부 출입구 외등과 Pole Sign의 점멸상태도 Lamp로 확인 할 수 있어야 한다.

5) Graphic Board에는 전기실 경보 및 현장제어장치 또는 선로이상 확인용 Flickering Lamp등의 경보장치를 상단에 배치하여야 한다.

(다) 제어용 Switch Board 및 Program 입력장치

1) 단말기(On-Off Control Terminal Unit)

① 제어방식 : on-OFF 제어

② 정격신호전압 : ±24V

③ 제어회로수 : 4회로

④ 정격출력 : Rely 당 AC250V/3.0A(MAX)

⑤ 전송방식 : 2선식 Random Access 직류 Pluse 방식, 무극성

⑥ 정격소비전류 : 1.2mA

2) Remocon Relay

① 정격회로전압 : AC 300V/20A. 60HZ

② 정격조작전압 : AC24V,조작시 350mA,평상시 0mA

③ 동작전압범위 : 18～30V

④ 동작속도 : 20회/분 (30,000회이상)

3) Remocon Trans(Mole Type)

① 정격전압 : 1차측 AC220V 60HZ, 2차측 AC24V

② 전원용량 : 1.5A(36VA)

4) 전송 Unit(Control CPU)

① 정격전압 : AC 220V ±10% 60HZ

② 전류용량 : 500mA

③ 소비전력 : 15W

④ 제어회로수 : (MAX) 256회로

⑤ 기억보상 : 비휘발성 Memory (E2PROM)

⑥ 전송방식 : 2선식 RANDOM ACCESS 전송방식

⑦ 신호입출력 : DC±24V (직류 PULSE 방식)

⑧ 전송속도 : 약 20m/sec (MAX 10K b.p.s)

⑨ 전송거리 : 1500M (증폭기 사용시 9000M)

5) 접점입력 T/U

① 제어방식 : on-Off 제어(개별, Group, Pattern 점.소등)

② 정격신호전압 : ±24V(60Hz)

③ 정격신호전류 : 4mA

④ 입력신호전압 : 1초이상 (DC24V/5mA)

⑤ 정격소비전류 : 1.2mA

⑥ 제어사용범위 : MAX 256회로 이상

⑦ 변압기의 온도상승 경보

⑧ 저압반의 Main ACB, MCCB Trip 경보

⑨ ELD의 동작경보

⑩ 무전압 접점 신호로 수신

6) Free Address 설정기

① 정격전압 : DC6V

② 정격소비전력 : 40W

③ 표시방법 : 액정표시(단색)

④ 조작방법 : Sheet Switch

⑤ 전송방식 : 2선식 Random 전송직류 Pulse 방식

7) 제어용 Switch와 Program 입력장치는 전면 Desk에 설치하고 확장 변경이 용이 하도록 Unit 단위로 조립되어야 한다.

8) 전면에는 Switch의 명칭을 실크 인쇄하여 외관을 미려하게 하고 사용과 조작 이 용이하도록 제작되어야 한다.

9) 제어용 Switch와 Program 입력장치에는 먼지 또는 물이 침투하지 못하도록 투 명한 아크릴 판으로 덮개를 설치하여야 한다.

10) Switch Board에는 다음 기능의 Switch를 부착하여야 한다.

- Group Switch : 각층 분전반별, 외부출입구, 광고등, Sign Board, Pole Sign

- Pattern Switch : 하절기별, 동절기별, 공.휴일별

- Zone Switch : 각층 전체, 각 층별, 대합실별, 승강장별, 상.하선별

(라) 외 함

1) Desk Type으로 2.3mm이상의 일반구조용 압연 강재로 제작하여야 하며, 역무 관리실의 통신, 기계설비 제어반과 동일한 Type으로 제작되어야 한다.

2) 외부에 노출된 모든 나사는 +자홈 접시머리 작은나사를 외샤부로 사용 하여야 하며 조립나사의 머리가 돌출됨이 없도록 하여야 한다.

3) 전면 Graphic Board의 강화유리는 Lock Key를 부착하여 개폐가 가능하여야 하 며, 후면 Door는 점검 보수가 용이하도록 제작 되어야 하고, 조립식으로 제작 되어야 한다.

4) 외함은 습기 및 먼지가 유입되지 않도록 방진구조로 제작되어야 하며 모서리 부분의 각은 둥글게 마감 처리하여야 한다.

(마) 도 장

1) 주제어반에 녹, 기름, 오물을 완전히 제거한 다음 신나로 세척한 후 용접 및 이음새등으로 인한 흠이 식별되지 않도록 빠대 처리하여야 한다.

2) 프라이머 2회 도장 후 퍼티 처리한 다음 얼룩 또는 미도장된 부분이 없도록 2 회이상 소부 도장하여야 한다.

3) 색상은 MUNSELL NO를 제출하여 감리원이 지정한 색으로 칼라코드 색채 마 감 한다.

4) 도장 완료 후 각 모서리 또는 상처가 생기기 쉬운 부분은 테이프등으로 보호 하여야 한다.

(바) 배 선

1) 내부배선 처리는 움직이는 부분은 자기소화성 헬리컬 밴드나 내연성 재질의 튜브로 처리하고 이외의 모든 배선은 PVC 몰딩덕트로 처리하여야 한다.

2) 주제어반의 내부 회로배선은 콘넥타를 사용하여 보수가 편리하도록 제작되어 야 한다.

3) 주제어반의 상용전원 AC220V 입력측에는 E.L.B(50AF/20AT)를 설치하여야 하 며 신호선의 차폐선은 특별 제3종 접지하고 외함은 제3종 접지공사를 한다.

(2) 현장제어장치

(가) 조명제어용 Relay 구동 Unit는 분전반내의 독립 설치된 판을 사용하여야 한다.

(나) 선로 개폐용 Relay는 접점 특성이 우수한 정격 AC 220V/20A인 Latching Type Relay이어야 한다.

(다) 현장제어장치 전원공급용 Transformer은 정격 1￠ AC 220V/24V의 Mold Type 이어야 하고, 과전류 및 Surge 전류로부터 Relay 구동 Unit를 보호하기 위한 장 치를 사용하여야 한다.

(라) 전기실내 설치되는 접점입력용 Relay 구동 Unit는 독립된 함으로 처리한 후 감 리원이 별도 지정한 반에 취부하여야 한다.

(마) 제어 및 감시대상 Point 및 현장제어장치(분전반, 전기실 기기)는 도면을 참조 하여 제작한다.

5)  Data 전송장치

(1) 조명제어설비의 Data 전송 신호선은 CVV-S 2C/1.25㎟ 이상 사용하는 것을 원칙으 로 한다.

(2) Data 전송장치의 배선공사는 전기설비 기술기준 및 내선규정에 따라 시행하여야 한다.

(3) 신호선의 Shield의 접지는 주 제어반에서 일괄적으로 편단접지하여야 한다.

(4) 신호선은 배관 또는 Box내에서 중간접속을 금하며, 분전반 및 주 제어반내에서 접 속하여야 한다.

6)  시 험

(1) 현장 설치전에 충분한 모의시험을 시행하여야 한다.

(2) 현장 설치후 종합 모의시험 및 각종 운전계획별로 감리원 입회하에 시행하여 승인 을 필하여야 한다.

(3) 준공시 유지관리부서의 운전관리요원에게 충분한 운영교육을 실시하여야 한다.

조명 설비

1. 조명 방식

1)  야드 조명 방식

차량기지의 야드에서는 작업 요원의 안전과 신속한 작업처리, 차량운전 요원의 시 각적 장애 등을 고려 15M 조명 Tower를 설치하여 분산집중 조명방식으로 설계 하였다.

2)  정비고 및 검사고 조명방식

정비고 및 검사고의 조명방식은 고천정 구조와 작업공정의 특성 및 입지조건등을 종합적으로 감안하여 설계에 반영하였다.

(1) 정비고

정비고의 경우에는 작업 공정별 GROUP으로 조명하여 근무자가 작업 하기에 편리 하도록 하였으며 필요치 않은 작업공정 부분은 절전이 가능토록하여 에너 지 절감을 기할 수 있도록 하였다.

(2) 검사고

(가) 검사고의 작업공정은 선로별로 이루어 지므로 각 LINE별로 조명하도록 하 여, 운영상의 편리성을 도모하였으며 에너지 절감 측면에서도 유리하도록 하 였다.

(나) 검사고의 점검용 PIT는 공간이 협소하므로 형광등을 사용하여 근무자가 작 업에 편리하도록 하였다.

(다) 검사고 판타그라프 점검대 및 하부개소는 검사차량이 진입한 후 작업시 검사 고 천정부의 조명으로는 점검대 하부에 검사가 곤란하므로 별도의 LINE별 조명을 하였으며, 작업자의 시각적 장애를 줄이기 위하여 휘도가 낮은 형광 등으로 설계하였다.

(라) 검사고내의 조명은 검사고내의 상황실에서 GROUP별로 원격제어가 가능하 도록 하였다.

3)  실내조명 방식

실내 조명방식은 각실의 특수성을 고려하여 근무자의 편리성 및 기능상에 알맞은 조도를 유지하도록 하였으며, 각실의 작업면을 고려하여 설계하였다.

4)  울타리 보안등

울타리 보안등은 외부로 부터의 침입을 방지하기 위하여 설치하는 조명으로써 방 향을 외각측으로 비추게 하여 경비 요원으로 하여금 시각적 장애가 발생하지 않도 록 하였다.

5)  비상 조명

비상조명은 정전시 혼란과 사고를 미연에 방지하기 위한 설비로써 비상조명의 전 원은 전기실의 DC 110V 전원을 사용하였으며, 건축법 및 소방법 등 관련법규의 기준에 따랐다.

6)  가로등 조명

차량기지내 구성되어있는 도로에 설치하는 조명으로써 가로등기구를 사용하였으며 야드조명 (TOWER POLE)에 의해 조명되는 부분은 제외하였다.

7)  공동구 조명

지하 공동구내 각종시설물의 유지, 보수를 위한 조명으로써 3로 SWITCH를 구성 하여 유지, 보수가 원만히 이루어 질 수 있도록 하였으며 등기구는 공동구내의 습 기 발생을 우려 방수형 백열등기구를 사용하였다.

2. 조명기구의 선정

조명기구는 설치 장소의 특성을 고려 다음과 같이 선정 하였다.

배선전선의 종류

(가) 간선

1) 동력 및 조명간선 : 600[V] F-CV CABLE

2) 냉동기용 전원 : 6.6[kV] F-CV CABLE

3) 접지선 : 전기실내 및 외부 인출선 THR-GV, 옥내배선 HIV

4) 본선 환기실 동력용 전원 : 600[V] F-CV CABLE

5) 소방설비용 전원 : FR-8 전선

6) 비상용 조명간선 : FR-8 전선

7) 터널내 조명 및 터널 콘센트 간선

○ 정거장내 : F-CV CABLE, IV(접지)

○ 터널내 : OW CABLE, OW(접지)

(나) 분기회로

1) 동력회로 : 600[V] F-CV CABLE

2) 전등회로 : 600[V] HIV 전선

3) 일반용 콘센트 : 600[V] HIV 전선

4) 비상등 : 600[V] HIV 전선

5) 터널조명 : 600[V] HIV 전선

6) 터널콘센트 : 600[V] HIV 전선

7) 비상콘센트 : FR-8 전선

8) 원격제어 : CVV-S CABLE(조명제어용)

9) 접지선 : HIV 전선

배선의 굵기 선정

전선 및 케이블의 굵기는 내선규정 등 제반규정에 준하여 결정하여야 하고 허용전류와 전압강하에 의하여 선정된 전선의 단면적중에 큰 값을 선택하며, 전선의 단면적은 상선과 중선선의 굵기는 동일한 규격으로 선정한다.

(가) 전선의 허용전류

전선에 허용전류가 흐르면 전류의 제곱에 비례하는 주울(Joule)열이 발생하는데, 이열에 의하여 절연전선의 절연피복을 구성하는 물질에 심한 열화를 초래하게 되므로 전선에 흐르는 최대허용전류는 전기관련법에서 규제하고 있다.

전선의 굵기를 선정함에 있어서 기계적 강도와 전압강하가 충분히 고려된 경우라도 그 허용전류를 흘릴 수 없는 굵기의 전선은 사용할 수 없다.

허용전류를 결정하는데 있어서 주위온도는 30[℃]로 하며, 절연체에 따라 주위온도가 30[℃]이하인 경우에는 허용전류 보정계수를 곱한 값, 주위온도가 30[℃]를 넘는 경우에는 전류감소계수 계산식에 의하여 곱한 값을 허용전류로 한다. 도체에 통전했을 경우 동선에 의한 열이 피복물을 통해 주위에 방산되는 상태는 실측 결과에서 다음과 같은 관계가 있다.

열류 = 방열로의 온도강하/방열로의저항

※ 단상 또는 직류 3선식, 3상 4선식의 경우 (Kω=1)는 중성선의 경우임

2) 저압 배전선로의 단면적 계산식

○ 단상 2선식 A=35.6×L×I/1,000×e

○ 3상 3선식 A=30.8×L×I/1,000×e

○ 단상 3선식, 3상 4선식 A=17.8×L×I/1,000×e

동력설비

(1) 개 요

전기에너지를 동력으로 변환하여 사용하는 동력설비는 역사내에 설치되어 있는 전동기를 구동원으로 하는 기계설비에 전력을 공급하는 배선 및 보호장치와 또한 그것을 감시, 제어하는 설비를 동력설비라 한다.

(2) 동력설비의 종류

(가) 환기설비

(나) 냉동기 및 부대설비

(다) 엘리베이터 및 에스컬레이터 등 편의설비

(라) 오수 및 배수펌프설비

(마) 급수펌프(소화전설비 포함)설비

(바) 기타 동력부하 등이다.

(3) 동력제어반(MCC)의 위치 선정

(가) 부하의 중심 위치

(나) 통풍이 잘 되고, 온․습도의 영향을 받지 않는 장소

(다) 자연광선 또는 일반조명 상태에서 조작 및 점검 등이 용이한 장소

(라) 점검이나 문의 개폐을 위한 충분한 공간이 있는 장소

(마) 옥외에 설치할 경우 눈․비 등을 직접 맞지 않는 곳에 설치하여야 한다.

(4) 동력설비의 시설기준

(가) 전동기의 기동방법

1) 기동방법

가) 정격출력 19[kW] 미만은 직입 기동방식으로 한다.

나) 정격출력 19[kW] 이상은 Y-△ 기동방식으로 한다.

다) 정격출력 90[kW]초과의 고압전동기는 고압기동장치로 운전되도록 한다.

라) 변전실 환기설비용 전동기는 인버터 기동방식으로 하였다

(나) 역률개선

역률개선용 콘덴서는 모선측에 집합 설치방식과 개별 부하측에 설치하는 방식이 있으나, MCC(기동기반)의 각 부하측 단자에 개별로 설치하는 방식을 채택하여 전원 모선측에 집합 설치하는 방식보다 전력손실 및 간선 굵기 등을 줄여 경제적인 시설이 되도록 하며, 부설설비는 역률을 90[%]이상 개선할 수 있도록 한다.

1) 콘덴서 용량 산출 계산식

(다) 입력부하의 산정 및 간선의 구성

각 전동기의 입력 부하를 정하는 데에는 역률 및 효율을 전동기 형식별로 파악(KSC4202, 4203)하여 환산하는 방법이 있으나, 일반적으로는 내선규정 305-1의 규약전류(별첨부록 참조)를 기준으로 적용한다.

1) MCC - 전동기간 케이블

전동기에 흐르는 분기회로 전선의 굵기는 전압강하를 고려하여 다음과 같이 선정한다.

가) 1대의 전동기에서 전동기의 정격전류가 50[A]이하인 경우는 그 정격전류의 1.25배 이상의 허용전류가 있는 것을, 또 전동기의 정격전류가 50A를 초과하는 경우는 그 정격전류의 1.1배 이상의 허용전류가 있는 것을 사용한다.

나) 전동기의 전류치는 규약전류에 준하여 선정한다

(별첨부록의 전동기의 규약전류치 기준 적용)

다) 전선 굵기의 선정에 있어서 전압강하에 의한 전선의 산출 단면적과 허용전류에 의한 전선의 산출 단면적 중 큰 값을 적용한다.

MCC의 형식 및 규격

동력제어반(MCC)의 형태는 폐쇄 자립 개별 유니트 인출형을 원칙으로 설치 하지만 오수펌프실 등 전동기의 수가 적은 장소는 벽부형으로 설치하여 유지관리의 편리성을 도모하고, 개별 유니트의 크기는 직입 및 Y-△기동방식의 경우, 보통 표준으로 사용되고 있는 것으로 다음과 같다.

1) 비가역형

○ 직입기동 (0.2～7.5kW 이하) : 200[mm]

○ 직입기동 (7.5kW) : 300[mm]

○ Y-△ 기동 (11～15kW 이하) : 300[mm]

○ Y-△ 기동 (18.5～30kW 이하) : 400[mm]

○ Y-△ 기동 (37～75kW 이하) : 600[mm]

○ Y-△ 기동 (90kW 이하) : 1000[mm]

2) 가역형

○ 직입기동 (0.2～5.5kW) : 300[mm]

○ 직입기동 (7.5kW) : 500[mm]

○ Y -△ 기동 (11～15kW 이하) : 500[mm]

○ Y -△ 기동 (18.5～30kW 이하) : 600[mm]

○ Y -△ 기동 (37～75kW 이하) : 800[mm]

○ Y -△ 기동 (90kW 이하) : 1200[mm]  

조명설비 기초

(가) 방사속

방사속이라 함은 에너지 방사의 시간적 비율, 즉 단위시간에 어떤 면을 통과하는 방사에너지의 양이며(Φ로 표시하고), 단위는 와트(Watt : W)이다.

(나) 광 속

방사속 중에서 눈에 빛의 느낌을 주는 것은 어느 파장범위 내의 것이다. 가시범위의 방사속을 눈의 감도를 기준으로 하여 측정한 것을 광속이라 하며 F로 표시한다. 광속의 단위는 루멘(Lumen : ㏐)이며, 단위시간당의 통과하는 광량이다.

(다) 광 량

광량이란 광속의 시간적 적분으로 단위는 루멘시(Lummem-hour : ㏐․h)이며, 전구가 전 수명 중에 방사한 빛의 총량이며 조명경제 등의 계산에 사용된다. 미소시간 dt(h)에 통과하는 광의 양인 광량을 Q(㏐․h)라 표시하고 광속을 F(㏐)라 하면

F=dQ/dt, dQ=F.dt Q=∫t0F.dt(㏐․h)이다.

광량은 전구가 그의 수명 중에 발산한 광의 양을 표시할 때 사용된다.

(라) 광 도

모든 광원은 어느 정도의 크기와 넓이를 가지고 있다. 비교적인 것으로 태양과 같이 지름이 약 1.392×106[㎞]인 거대한 것도 태양으로부터 약 1.495×108[㎞] 떨어져 있는 지구에서는 점으로 보인다.

일반적으로 광원 크기의 10배 이상의 거리에서는 이 광원을 점으로 보아도 무방하다.

모든 방향으로 광속이 발산되고 있는 점광원에서 어떤 방향의 광도라 함은 그 방향의 단위 입체각에 포함되는 광속수, 즉 발산광속의 입체각 밀도를 말한다. 지금 미소입체각 dω내에 포함되는 광속 dF가 있으면, 그 광원의 화살표로 표시된 방향의 광도 I는

I=dF/dω dF=I.d이다.

만약 입체각 ω내에서 광속이 균등하여 F라 하면 이 입체각의 모든 방향의 광도 I는 다음과 같이 된다.

I=F/ω, F=I.ω

입체각 밀도

광도의 단위는 칸델라(candela : cd)이며, 이것은 백금의 응고점에서의 흑체방사의 휘도를 60[cd/㎠]로 하는 광도단위로서 1942년 이후 국제적으로 채용되고 있다.

점광원으로부터 모든 방향으로 균등하게 광속이 발산되면

I=F/4π[cd]이다.

(마) 조 도

어떤 물체에 광속이 투사되면 그 면은 밝게 비춰진다. 그 정도를 표시하는 데 조도를 사용한다. 어떤 면의 조도는 그 면에 투사되는 광속의 밀도를 말한다.

피조면은 미소면적 dA[㎡]에 투사되는 광속이 dF[㏐]이면 그 미소면의 조도 E는

E=dF/dA, dF=E.dA이다.

만약 면적 A[㎡]에 균등하게 광속 F[㏐]가 투사되면 그 면의 평균조도 E는

E=F/A, F=E.A이다.

조도의 단위는 룩스[lux : ㏓]로, 이것은 1[㎡]에 1[㏐]의 광속이 투사되고 있을 때의 조도이다.

1[㏓] = 1[㏐/㎡]

광도 I[㏅]인 평균점광원을 반지름 R[m]의 구의 중심에 놓을 경우, 구면 위의 모든 점의 조도 E는

E=F/A=4πI/4πR2=I/R2이다.

즉, 구면 위의 조도는 광원의 광도에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 이와 같이 어떤 점광원의 어느 방향의 광도가 I[㏅]일 때 R[m]의 거리에 있는 빛의 방향에 수직인 면 위의 조도는

En=I/R2[㏓]

이것을 조도의 역자승의 법칙이라 하며, 광원이 점광원이 아니고 R이 적으면 역자승의 법칙은 적용되지 않는다.

(바) 휘 도

광원을 보면 그 면이 빛나 보이며, 비추어져 있는 면을 보거나 반투명의 것을 반대쪽에서 보아도 밝게 보인다. 이와 같은 밝기를 휘도라 한다.

휘도는 눈으로부터 광원까지의 거리에는 관계가 없다. 우리가 물체를 식별하는 것은 면의 휘도의 차에 의한 것이며, 휘도가 균등하면 모두 평판으로 보인다.

(사) 연색성

빛의 분광특성이 색의 보임에 미치는 효과를 연색성이라 하며, 태양광선 밑에서 본 것보다 색의 보임이 멀어질수록 연색성이 떨어진다. 또한 동일 한색을 가진 것이라도 조명하는 빛에 따라 다르게 보이며, 이 물체의 색을 달리 보이게 하는 것을 말할 때도 연색성이 이용된다.

(아) 순 응

눈에 들어오는 빛이 소량인 경우, 눈의 감도는 대단히 커지고 반대의 경우 감광도는 떨어진다. 이 현상은 눈의 순응이라 하며, 밝은 곳으로 나갔을 경우의 순응을 명순응이라 하며

감광도가 급격히 떨어져서 1~2분 정도이면 일정하게 되고, 어두운 곳에서의 순응을 암순응이라 하며, 망막은 1~2만배의 감광도를 얻게 된다.

그리고 밝은 곳에서 같은 밝음으로 보이는 청색과 적색은 조도를 점차 떨어뜨리면 적색은 어둡게, 청색은 더 밝게 보인다. 이 현상을 퍼킨제효과(Purkinje-effect)라 한다.

명순응으로부터 암순응으로 되는 시간은 약 30분 정도 필요하다. 순응현상은 지하철 터널구간 조명설계 및 유지관리에 매우 중요하다.

램프의 종류

1) 백열전구(Incandescent Lamp)

진공의 유리구내에 필라멘트를 봉입하여 전류를 통하면 고온방사에 의하여 발광한다.

용량이 30[W] 이하는 진공전구이고, 30[W] 이상에서는 텅스텐 필라멘트의 증발을 억제하기 위해서 아르곤과 질소를 혼합한 가스입전구로 한다. 전구는 전압이 변화하면 필라멘트의 온도가 변화하고, 전류 전력, 광속, 효율 및 수명도에 따라서 변화한다.

가스입 전구의 특성은 전압이 정격전압보다 높으면 광속은 급격히 증가하지만 수명은 오히려 심하게 짧아진다. 전압이 낮아지면 이와 반대의 현상이 나타난다.

2) 적외선전구

적외선에 의한 가열, 건조 등 공업분야에 응용되고 있다. 적외선 건조 전구의 필라멘트 색온도는 2400 ～ 2500[。K]로서 적외선의 방사효과를 80[%]까지 증대하고 있다. 수명은 약 5000시간 정도이다.

3) 할로겐 전구

요오드등 할로겐은 낮은 온도에서는 텅스텐과 결합하고 높은 온도에서는 분해하는 성질이 있다. 전구내에 소량의 할로겐을 넣으면 텅스텐과 결합하여 활로겐화 텅스텐이 된다.

이것은 투명하고 증발하기 쉬운 것으로서 필라멘트 가까이 가면 고온으로 인해 분해되고 텅스텐은 필라멘트로 되돌아가고 할로겐은 확산한다. 이 할로겐이 관벽에 가면 또다시 텅스텐을 잡아서 필라멘트로 되돌려주는 할로겐 싸이클을 이룬다. 이것으로 인하여 전구는 수명이 길어지며 유리구의 흑화도 적어진다. 따라서 광색과 색온도의 저하가 극히 적으며 할로겐전구는 관형으로 만든다.

대표적인 할로겐전구의 정격

4) 형광등(Fluorescent Lamp)

저압수은등의 발광스펙트럼 중 전방사의 90[%] 이상의 강한 자외선 253.7[㎚]를 이용하여 방전관 내벽에 칠한 형광체를 자극시켜 가시부에서 형광을 발산하도록 하는 방전등을 형광등이라 한다.

형광등은 자외선 뿐만 아니라 시감도가 낮은 광선(청자색)도 시감도를 높게 변환시키므로 발광효율이 높아진다.

가) 형광방전관

형광방전관의 전극을 분류하면 냉음극과 열음극으로 나누어지며 냉음극은 주로 네온사인에 사용되고 일반조명용으로는 열음극 형광방전관이 널리 사용되고 있으며, 열음극 방전관은 시동형에 따라서

○ 예열시동형(Preheating Starting Circuit)

○ 속시시동형(Rapid Starting Circuit)

○ 순시시동형(Instant Starting Circuit)으로 분류되며

사용장소의 환경 및 필요에 따라 선택적으로 사용되어지고 있다.

나) 형광램프의 종류

종류는 시동회로 방식에 따라 다음과 같이 분류한다.

○ 스타터형 램프(예열시동형)

○ 래피드 스타트형 램프(속시시동형)

○ 슬림 라인형 램프(순시시동형)

○ 고주파 점등 전용형 형광램프 : 고주파 점등 전용회로(또는 장치)로 점등한 열음극형 램프로서 효율을 향상시킨 형광램프

다) 형광램프의 한국산업규격

형광램프의 규격(래피드 스타트형)

형광램프의 규격(고주파 점등 전용형)

라) 형광램프의 특징

○ 효율이 높다. 전구는 물론 수은등보다 효율이 높다.

○ 희망하는 광색을 얻을 수 있다.

형광체를 바꾸면 희망하는 색광을 얻을 수 있으며 또한 효율이 높다. 색광등의 경우 같은 용량의 전구에 비하여 청색은 40배, 녹색은 95배의 높은 효율이다. 일반 조명용으로 사용되는 주광색 형광등은 색온도 4500[。K]로서 해가 뜨고 2시간후의 태양광색에 근사하다.

○ 램프 휘도가 낮다.

발광면적이 커서 램프의 휘도가 낮으며 0.5 ～ 1[㏅/㎠] 정도이며, 사람이 오랜 시간동안 볼 수 있는 휘도의 한계는 0.5 [㏅/㎠]이며, 이 이상되면 눈부심을 느낀다.

○ 수명이 길다.

형광등의 수명은 7000[h]로 백열전구의 1000[h]에 비하여 매우 길다. 형광등의 수명에 미치는 영향은 전구에 비하여 복잡하다. 즉 안정기가 좋지 않은 경우, 전원전압이 너무 높거나 낮은 경우, 전원 주파수가 정격치가 아닌 경우, 점멸횟수가 큰 경우, 주위온도가 심하게 낮은 경우에는 수명이 짧아진다.

○ 열을 거의 발산하지 않는다.

○ 전원전압의 변동에 대하여 광속의 변동이 적다.

전압변동에 대한 형광등의 광속변화는 전구의 3[%] 경우에 비하여 적으며, 전압 1[%] 변동에 대하여 1～2[%]의 광속이 변화할 뿐이다.

○ 전원주파수의 영향이 광속, 수명에 영향을 미친다.

안정기로서 쵸크코일 이나 콘덴서를 사용하므로 이것들이 전원주파수의 영향을 받아서 결과로 형광등의 광속이나 수명이 변동한다. 정격주파수의 ±4[%] 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

○ 시동에 시간이 걸린다.

널리 사용되고 있는 점등관식 형광램프는 스위치를 넣고 형광등이 점등할 때까지 약 3초 정도가 소요되어 불편하다.

주위온도가 낮아지면 점등관 특성이 나빠져서 더욱 긴 시간이 걸린다. 속시형이나 순시형은 이 결점을 제거할 수 있다.

○ 주위온도의 영향을 받는다.

형광등은 주위온도가 20～25[℃]일 때 효율이 높고 온도가 이보다 높거나 낮으면 효율이 떨어진다.

주위온도가 너무 떨어지면 점등할 수 있는 최저전압은 높아지며 결국 점등관은 동작하나 형광등은 점등하지 않는다.

○ 저역율이다.

형광등의 안전기에는 대부분 쵸크코일이 사용되므로 역율이 나빠져서 55 ～ 65[%] 정도로 된다. 이것을 85[%] 정도의 고역율로 개선하려면 전원에 병열로 1등당 3.5 ～ 5.5[μＦ] 의 콘덴서를 설치한다.

○ 빛의 어른거림이 있다.

형광등을 교류로 점등하면 전류의 주기적 변화와 더불어 그의 광속에는 전원주파수의 2배의 주파수의 어른거림이 일어난다.

5) 수은등(Mercury Lamp)

수은등은 수은증기 중의 방전을 이용한 것이다. 상온의 수은 증기압은 매우 낮으므로 이것만으로 기동시키려면 고전압이 필요하다. 따라서 미량의 아르곤을 혼합시켜서 페닝효과를 이용하여 기동을 용이하게 하고 있다. 방전이 시작되면 수은이 서서히 증발하여 적당한 압력으로 된다.

고압수은등에서는 보통 점등중에 수은이 전부 증발하도록 설계되어 있으며 보통 수은증기압이 상승하면 아아크는 관의 중심에 집중하여 관전압, 휘도, 효율 등이 높아진다.

6) 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp)

고압수은램프의 연색성 및 효율을 개선하기 위하여 고압수은램프에 금속 또는 금속 할로겐화합물을 혼입한 것이다.

고압수은증기 중에 금속 또는 금속 할로겐 화합물을 혼입하면 그 금속원자에 의한 발광스펙트럼이 중첩되어 수은램프의 연색성과 효율이 개선된다.

즉 탈륨, 나트륨, 인듐, 토륨 등 수 종류의 금속원자를 요오드화물, 브롬화물 등의 금속 할로겐화물로서 첨가하면 각각의 금속의 특유한 선 스펙트럼으로 효율 및 연색성이 향상된다.

즉 효율은 일반적으로 70～80[㏐/W]로 높고, 평균연색평가계수는 80～90의 고 연색성이 된다.

7) 고압나트륨램프

나트륨 증기압을 저압나트륨 증기압(4×10-3mmHg)보다 높여가면 발광 효율은 자기흡수 때문에 떨어진다. 그러나 더욱더 증기압을 높여가면 발광효율은 다시 상승하고, 그의 분광분포는 나트륨의 D선 부근을 중심으로 폭넓게 밴드 스펙트럼을 상반하지만 약 100～200[mmHg]에서 발광효율은 최대로 되고, 최고 효율의 황백색광이 얻어진다.

400[W] 고압나트륨 램프의 전광속은 4400[㏐], 램프효율 110[㏐/W], 색온도 2200[。K], 평균수명 9,000시간 정도이다.

8) EL램프

현재 가장 새로운 광원이라고 생각되는 것이 EL램프이다. 광원은 전구의 점광원으로부터 형광등의 선광원으로 발전하였다. EL램프는 Electro Luminescent Lamp의 약자이다.

조명기구의 종류

조명기구는 형태, 구조, 성능에 따라 여러 가지가 있으나 가장 중요한 성능인 배광에 따라 분류하면 직접조명형, 반간접조명형, 간접조명형 등 3가지로 분류된다.

1) 직접조명

직접조명 방식은 간단하고, 또한 작은 전력으로 고조도를 얻을 수 있는 특징이 있으나, 밝고 어두운 차이가 심하여 눈부심을 일으켜서 눈이 피로하기 쉬운 결점이 있다.

2) 간접조명

간접조명방식은 그늘이 없고 균등한 조명이 얻어지며 차분한 분위기를 얻을 수 있는 것이 특징이다.

조명율이 대단히 나쁘고 비경제적인 조명방식이나 최근 분위기 조명에 많이 채용하고 있다.

3) 반간접조명

확산조도가 직사조도에 비하여 비교적 많은 조명방식이며 직접조명과 간접조명의 장점을 갖는 것이 특징이다.

조명기구의 선정

작업목적에 맞게 조명기구의 방식에서 특성과 형체 등을 고려하여 선택하되 다음사항을 기초로 한다.

○ 작업장의 특색

○ 직사눈부심이 일어나지 않을 것

○ 설비의 효율

○ 진한 그림자가 일어나지 않을 것

○ 재료의 특징

○ 반사눈부심이 적을 것

○ 수직면과 사면 위의 조도

○ 유지관리가 용이할 것

평균조도 구하는 방법

조도측정으로부터 평균조도를 구하려면 다음 그림과 같이 측정대상 면적을 단위구획으로 분할하고, 우선 단위구획별 평균조도를 다음 식에 의해 구한다.

1) 1 점법

평균조도가 극히 좋은 장소인 경우, 또는 평균조도를 구하는 전면적에 대하여 측정의 단위구획을 극히 다수의 작은 단위로 분할해서 측정할 경우에는 단위구획의 중앙 1점의 측정치 Ei 를 그 단위구획의 평균조도로 본다.

측정단위구획내의 측정법 잡는법

2) 4 점범

조도구배가 완만하게 변하고 있는 장소인 경우, 또는 다수의 단위구획으로 분할해서 측정할 경우 단위구획의 4각점의 측정치Ei 에서 다음식에 의해 E 를 구한다.

E = 1/4∑EiE

3) 5 점법

조도균제도가 그다지 좋지 않는 장소의 경우, 또는 비교적 작은 스페이스이기 때문에 많은 측정구획으로 분할해서 측정하지 않을 경우, 단위구획의 4각점의 측정치 Ei 및 중앙의 측정치 Eg 에서 다음 식에 의해 E 를 구한다.

E = 1/12(∑Ei+8Eg)E

혹은 그림 ㈏와 같이 측정점을 단위구획의 4변의 중점과 중앙의 5점으로 했을 때는 다음의 식이 된다.

E = 1/6(∑Em+2Eg)E

이와 같이 해서 구한 단위구획별의 평균조도의 측정대상으로 하는 전면적의 평균을 구한다. 이 경우 측정대상 면적은 방의 전면적이 아니라 조명설계상 목적으로 하는 면적이다. 따라서 가령 사무실의 평균조도를 대상으로 할 경우, 페리미터․조운이나 창문 혹은 벽면에서 1[m] 이내의 범위는 보통 측정대상 면적으로 보지 않는다.

측정의 단위구획은 작게 잡을수록 정밀한 측정치를 얻게 되지만 작업량이 많아지므로 보통 장벽이 되는 것이 중간에 없는 동일 면적내에 대해

○ 일반적인 옥내에서는 2～4[m] 간격의 정방형구획

○ 복도․계단 등 통로상에서는 연장방향위 1～2[m] 간격으로 중앙선상 및 양단선상

○ 도로․터널 등에서는 연장방향위 2～5[m] 간격으로 각 차선의 중앙선상 및 양단선상

○ 경기용 필드, 광장 등에서는 4～10[m] 간격의 정방형구획을 단위구획으로 하면 된다.

또한 측정면의 높이는

○ 일반 옥내에서는 바닥위 85[㎝] 혹은 규정된 책상․작업대 위

○ 복도․계단 위에서는 바닥면 혹은 15[㎝] 이내로 규정된 높이

○ 옥외에서는 지면 혹은 지면위 15[㎝]로 규정된 높이

이상을 취하면 되지만 조도시설의 목적에 따라 설계 대상면이 별도일 때는 당연히 목적으로 하는 높이의 수평면 혹은 연직면 조도를 규정해서 측정해야 한다.

전등의 특성비교

1) 백열전구

○ 용량 : 2 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 7 ～ 22 [㏐/W]

○ 수명 : 1000 ～ 1500 [h]

○ 광질 및 특색 : 일반적으로 휘도가 높고 열방사가 많다. 광색에는 적색부분이 많고, 배광제어가 용이하다. 스위치를 넣고 점등에 이르는 순응성이 크다.

○ 용도 : 비교적 좁은 장소의 전반조명, 액센트 조명, 기분을 위주로한 효과를 얻기가 쉽다. 대형인 것은 높은 천장, 각종 투광 조명에 적합하다.

2) 할로겐 램프

○ 용량 : 500 ～ 1500 [W]

○ 효율 : 20 ～ 22 [㏐/W]

○ 수명 : 2000 ～ 3000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도이고 광색은 적색부분이 비교적 많고, 배광제어가 용이하다. 흑화가 거의 일어나지 않는다.

○ 용도 : 장관형은 높은 천장이나 경기장, 공장 등의 투광 조명에 적합하다. 단관형은 영사기용에 적합하다.

3) 형광램프

○ 용량 : 4 ～ 110 [W]

○ 효율 : 40 ～ 80 [㏐/W]

○ 수명 : 2400 ～ 8000 [h]

○ 광질 및 특색 : 안정기등 점등 부속장치가 필요하며, 저휘도이고 광색의 조절은 비교적 용이하다 열방사가 적다.

○ 용도 : 옥내외 전반조명, 국부조명에 적합하다. 명시를 주로한 양질의 조명을 경제적으로 얻을 수 있다. 또한 간접조명에 의해서 무드조명에도 효과적이다.

4) 고압수은램프

○ 용량 : 40 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 30 ～ 55 [㏐/W]

○ 수명 : 10000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도이고, 배광제어가 용이하다. 광색은 청백색인 특성이 있으나 형광수은램프, 전구병용 등으로 해결이 가능하다. 완전점등까지 약 10분간이 소요된다.

○ 용도 : 1등당 큰 광속을 얻을 수 있고, 수명이 길므로 높은 천장, 투광조명, 도로조명에 적합하다.

5) 나트륨램프

○ 용량 : 100 ～ 400 [W]

○ 효율 : 80 ～ 150 [㏐/W]

○ 수명 : 6000 [h]

○ 광질 및 특색 : 등황색의 단일광원이고 고압은 황백색이다. 수평점등이 원칙이며, 일반 실내조명은 연색성 불량으로 부적합하다. 수평으로 점등해야 하며, 경사지게 해서 사용하면 광색에 변화가 일어나는 수가 있다.

○ 용도 : 광질의 특성 때문에 도로조명, 터널조명에 적합하다.

6) 메탈 할라이드 램프

○ 용량 : 175 ～ 1000 [W]

○ 효율 : 70 ～ 105 [㏐/W]

○ 수명 : 6000 [h]

○ 광질 및 특색 : 고휘도 배광제어는 용이하다. 연속 스펙트럼을 방사하기 때문에 자연색과 거의 같은 광이다. 연색성이 좋다.

○ 용도 : 1등당 광속이 많고, 수명이 긴 점과 연색성이 양호한 점으로 인해서 연색성을 중요하게 고려하는 높은 천장, 옥외조명 등에 적합하다.